Меню

Автоматическая регулировка напряжения арн



Автоматическое регулирование напряжения

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Автоматическое регулирование напряжения» в других словарях:

автоматическое регулирование напряжения — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] 9.8.1. Регулирование напряжение в системах электроснабжения промышленных предприятий, в основном, должно обеспечиваться применением трансформаторов и автотрансформаторов с автоматическим… … Справочник технического переводчика

автоматическое регулирование напряжения — automatinis įtampos reguliavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. automatic voltage control vok. automatische Spannungsregelung, f rus. автоматическое регулирование напряжения, n pranc. réglage automatique de la tension, m … Automatikos terminų žodynas

автоматическое регулирование напряжения — Регулирование напряжения по заданному закону при помощи автоматических устройств … Политехнический терминологический толковый словарь

автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности — Регулирование напряжения, с одновременным обеспечением экономически наивыгоднейшего распределения реактивной нагрузки системы между генераторами и компенсирующими устройствами, при помощи автоматических устройств … Политехнический терминологический толковый словарь

Регулирование напряжения трансформатора — Силовой трансформатор Регулирование напряжения трансформатора изменение числа витков обмотки трансформатора. Применяется для поддержания нормального уровня напряже … Википедия

автоматическое регулирование высокого напряжения — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN automatic high voltage control … Справочник технического переводчика

автоматическое регулирование частоты и активной мощности — АРЧМ Автоматическое изменение мощности энергетических агрегатов при изменении частоты напряжения сети в целях обеспечения баланса между генерируемой и потребляемой мощностями в нормальных и аварийных режимах энергетической системы. [ОАО РАО… … Справочник технического переводчика

автоматическое регулирование возбуждения — АРВ Устройство, действующее на систему возбуждения синхронных машин с целью поддержания напряжения в электрической сети на заданном уровне [ОАО РАО «ЕЭС России» СТО 17330282.27.010.001 2008] Тематики релейная защитаэлектроснабжение в… … Справочник технического переводчика

Автоматическое регулирование возбуждения — (АРВ) процесс изменения по заданным условиям тока возбуждения электрических машин. Осуществляется на синхронных генераторах, мощных синхронных двигателях, синхронных компенсаторах, на генераторах и двигателях постоянного тока и на других… … Большая советская энциклопедия

Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ), напряжения и реактивной мощности — Устройства АРВ, напряжения и реактивной мощности предназначены для: поддержания напряжения в электрической системе и у электроприемников по заданным характеристикам при нормальной работе электроэнергетической системы; распределения реактивной… … Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

Источник

ГЛАВА 2 .
АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И АРН ТИПА FUJI EL ( СУДОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ )

Для повышения точности регулирования напряжения в системах фазового компаундирования применяются автоматические регуляторы напряжения. При изменении нагрузки генератора необходимая коррекция компенсирует влияние магнитного насыщения генератора, гистерезис и температурные изменения сопротивления обмоток. Как показывают испытания генераторов (рис. 2.1), в системе возбуждения с АРН после наброса нагрузки наблюдается улучшение переходного процесса, т.е. уменьшается время восстановления напряжения.

Рис. 2. 1. Осциллограмма наброса нагрузки на синхронный генератор с системой возбуждения и корректором напряжения, cos φ = 0,8

2.1 Требования, предъявляемые к системам возбуждения и АРН

К судовым системам возбуждения СГ предъявляются более жёсткие требования, чем к промышленным. Объясняется это ограниченными мощностями судовых синхронных генераторов, изменениями напряжения и частоты, соизмеримыми с мощностью генераторов нагрузок. Они должны иметь повышенную эксплуатационную надёжность, малые габариты, водозащищённое исполнение, достаточную точность и т.д.

Кроме этого, генерирующие агрегаты с АРН должны вырабатывать электроэнергию требуемого качества и количества. Под этим необходимо понимать, прежде всего, поддержание напряжения и частоты в заданных пределах.

Существующие « Правила класифікації та побудови морських суден » предусматривают следующие требования (том IV, часть XI, 10, 6.2).

1. Каждый генератор переменного тока должен иметь отдельную независимую систему для автоматического регулирования напряжения.

2. Генераторы переменного тока должны иметь системы автоматического регулирования напряжения, которые обеспечивают поддержание напряжения в пределах ±2,5% (аварийные генераторы — до 3,5%) от номинальной при изменении нагрузки от ноля до номинальной при номинальном коэффициенте мощности

3. Генераторы переменного тока должны иметь достаточный резерв возбуждения для поддержания в течение 2 мин, номинального напряжения с точностью 10% при перегрузке генератора током, равным 150% номинального и коэффициенте мощности равном 0,6.

4. Внезапное изменение симметричной нагрузки генератора, включаемого при номинальной частоте вращения и номинальной нагрузке, при имеющемся току и коэффициенте мощности, не должно вызывать понижения напряжения ниже 85% и повышения более 120% от номинального значения. После окончания переходных процессов напряжение генератора должно восстанавливаться в течение не более 1,5 с и с отклонением от номинального значения в пределах ±3%.Для аварийных агрегатов эти значения могут быть увеличены по времени до 5 с и по напряжению до ±4% от номинального. В случае отсутствия точных данных о максимальной внезапной нагрузке, которая включается на уже нагруженный генератор, можно использовать нагрузку величиной 60% номинального тока с индуктивным коэффициентом мощности 0,4 и меньше, которая включается на холостом ходу и потом выключается. При этом частота вращения должна быть в пределах обусловленных в 2.11.3 части IX «Механизмы».

5. Для генераторов переменного тока отклонение от синусоидальной формы напряжения не должно превышать 5% от пикового значения основной гармоники.

Читайте также:  Регулировка клапанов ваз 211140

6. Генераторы переменного тока, предназначенные для параллельной работы, должны обеспечиваться такой системой компенсации реактивного падения напряжения, чтобы во время параллельной работы распределение реактивной нагрузки между генераторами не отличалась от пропорциональной их нагрузки более, чем на 10% номинальной нагрузки наибольшего генератора.

7. Генераторы переменного тока вместе с системами возбуждения и автоматическими регуляторами напряжения при коротком замыкании должны выдерживать трехразовый номинальный ток в течение времени 2 с.

Автоматический регулятор напряжения работает по принципу отклонения регулируемой величины (напряжения) от заданного значения и состоит из: измерительного органа, усилителя и регулирующего элемента. Применяются различные схемы и устройства АРН: электромагнитные, цифровые и на полупроводниковых элементах. В зависимости от системы возбуждения генератора выходной сигнал АРН поступает на обмотку возбуждения возбудителя FE1, дополнительную обмотку возбудителя FE2, на обмотку управления трансформатора фазового компаундирования — обмотку управления ТФК или на обмотку управления дросселя отсоса и т.п.

2. 2 Устройство и назначение основных блоков АРН

В последнее время в АРН в качестве управляющего органа используются тиристоры. Тиристорные регуляторы напряжения с БСГ обеспечивают более точное регулирование напряжения ±1% U н при cos φ = 0,8, при статизме регулирования не более ±3% и изменении нагрузки от 0 до 100% (см. рис. 2.1).

На рис. 2. 2 представлена функциональная схема тиристорного регулятора напряжения.

Рис. 2.2. Блочная схема тиристорного регулятора напряжения: G — гене­ратор; D — определитель Δ U = ±( U тек – U зад ); EVA — внешний задающий реостат напряжения ( U зад ); PID — усилитель; PF — фазосдвигающий блок ( Pulse Phase ); PA — усилитель фазных импульсов ( Pulse Amplifier ); Tr — тиристор; OV — защита от перенапряжения; FG — обмотка возбуждения генератора

Текущее напряжение генератора U тек и заданное напряжение U зад от внешнего реостата напряжения подаются на определитель D , где получаем разницу напряжений Δ U , равное:

Δ U = ±( U тек – U зад ).

Эта величина, равная 1 — 5 В, усиливается PID-усилителем и от него поступает на фазосдвигающий блок, определяющий фазу и угол открытия тиристора. Блок PA усиливает полученный сигнал и подаёт его на управляющий электрод тиристора. Поступающее напряжение на обмотку возбуждения генератора FG будет зависеть от угла открытия тиристора.

Защита от перенапряжения, например, при коротком замыкании, обеспечивается блоком OV ( Overvoltage ). В этом случае тиристор полностью открыт, чем исключается возможность возбуждения генератора.

Системы прямого фазового компаундирования успешно используются на современных судах. Они обеспечивают достаточно высокую точность регулирования U r от 2,5 % до 1 %. Среди них: Siemens , Mitsubishi , Fuji , Basler , Taiyo , Stamford , Nishishioba , Cosimat — N + и др.

Кроме поддержания стабильности Ur , системы автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов, предназначенных для параллельной работы, должны обеспечить распределение реактивной нагрузки между ними соответственно мощностям каждого из них с точностью 10 % от номинальной мощности данного генератора. Такое регулирование должно иметь место при нагрузках от 20 до 100 % номинальной.

Для систем со статическими характеристиками автоматического регулирования напряжения распределение реактивной нагрузки будет зависеть от наклона внешних характеристик. Для оценки неравномерности распределения реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами, имеющими различный статизм регулировочных характеристик (без учета нелинейности), составляющая тока любого генератора может быть определена по формуле:

,

где I г.р.1 , I г.р.2 , … I г.р. n — реактивная нагрузка, соответственно 1-го, 2-го, . n -го генераторов; k с1 k с2 , … k с n — коэффициенты статизма их регулировочных характеристик.

Из формулы видно, что при статических характеристиках регулирования, реактивная нагрузка распределяется между генераторами обратно пропорционально коэффициентам статизма: чем меньше статизм системы регулирования, тем большую часть приращения суммарного реактивного тока генераторов он компенсирует.

2.3 АРН типа FUJI El .

В качестве примера рассмотрим АРН фирмы FUJI ELECTRIC . Корректор имеет множество модификаций, зависящих как от количества тиристоров, так и от количества обмоток возбуждения генератора , различных трансформаторов и схем их подключения в системе возбуждения. Предлагаемый АРН состоит из следующих цепей (рис. 2.3):

Рис. 2.3. Блок-схема АРН

Цепи определителя отклонения, PID-усилителя и контроля фазировки объединены в одну печатную плату и вложены в корпус с питающим трансформатором PT1 и главным тиристором.

Закон PID-регулирования, согласно которому функционирует АРН, выражается следующей формулой:

,

где k — коэффициент пропорциональности; T i , T d — постоянные времени интегрирования и дифференцирования, соответственно.

Блок определителя отклонения формирует дифференциал между входным напряжением U тек , преобразованным в постоянное напряжение соответствующего значения, который является пропорциональным напряжению генератора, и заданным напряжением U зад , которое не зависит от напряжения генератора U G и является заданным значением напряжения генератора:

Δ U = ±( U тек – U зад ).

Соотношение между напряжениями U G , U тек , U зад и Δ U показано на рис. 2.4.

Рис. 2.4. График соотношения напряжений

Основной частью PID-усилителя является операционный усилитель. Отклонение сигнала Δ U усиливается операционным усилителем этого контроллера и усиленный сигнал разницы Δ U ‘ преобразуется в единственный контролируемый импульс в цепи управления углом открытия тиристора.

Автоматический регулятор напряжения включает в себя две печатные платы и тиристор. Одна из печатных плат содержит PID-усилитель, разработанный для подачи сигналов в цепь фазового сдвига в случае отклонения напряжения генератора от заданного значения. После усиления цепь фазового сдвига будет питать входные тиристорные цепи соответствующей фазы, используя выход напряжения генератора как вход, а пульсирующий усилитель служит для увеличения сигнала на выходе этой цепи.

Читайте также:  Как отрегулировать теплый пол теплолюкс

Рис. 2.5. Эпюры управления тиристором

Другая печатная плата содержит выпрямитель, разработанный для выпрямления тока генератора, и цепи защиты от перенапряжения для управления током короткого замыкания, протекающим, когда генератор короткозамкнут.

Выходная цепь трёхфазного трансформатора включает цепь возбуждения и цепь короткого замыкания, которые установлены параллельно. Шунтирующим током управляет А РН .

В цепи определителя переменный резистор R 17 (рис. 2.6) регулирует уставку А РН . В случае нестабильного выходного напряжения необходимо вращать R 17 по часовой стрелке до появления стабильного выходного напряжения генератора. При помощи переменного резистора R 1 также можно регулировать напряжение генератора на входе определителя, но с меньшей точностью.

PID-усилитель предотвращает колебания напряжения генератора при помощи резистора R 1 . Переменные резисторы R 4 , R 7 , R 10 , R 34 и R 36 не должны регулироваться.

Напряжение Δ U = ±( U тек – U зад ) , усиливается PID-усилителем, представляющий собой одновременно компаратор и усилитель Q 1 ,

Рис. 2.6. Автоматический регулятор напряжения фирмы FUJI ELECTRIC

выход с которого поступает на узел определения фазы, который синхронизируется с пилообразным напряжением сети для подачи импульса на управляющий электрод тиристора в соответствии с фазой пилообразного напряжения генератора в каждой его фазе. Степень открытия угла α будет зависеть от входного напряжения генератора UG , поступающего на вход, клеммы: R 1 , S 1 , T 1 .

Задающее напряжение регулируется внешним реостатом EVA уставки напряжения. Цепь параллельной работы подключена к выводам l и k , которые связаны с трансформаторами параллельной работы ССТ и DCT . Управляющие импульсы поступают на управляющие электроды G 1 , G 2 тиристоров SCR 1 , SCR 2 , связанные с обмоткой управления возбудителя 3А, 4А. Чем больше напряжение генератора на входе корректора напряжения, тем больше будет угол открытия тиристоров и тем меньше будет управляющий ток возбуждения возбудителя. Цепь питания через тиристоры питает обмотку управления возбудителя, которые включаются в зависимости от величины напряжения генератора. Таким образом, АРН управляет шунтирующим током.

При конструировании АРН используются два различных типа корпусов: первый — водозащищённый монтаж схемы, второй — блочно-панельный монтаж. В случае блочно-панельного монтажа базовая конструкция идентична с первой за исключением кабельных соединений. Усилитель постоянного тока ( Micropak ), в котором интегральная схема для усиления постоянного тока и RC -цепь для стабилизации тока объединены и установлены в цепи контроля напряжения. A РН в дополнение ко многим другим достоинствам обеспечивает более устойчивый контроль напряжения и большую точность по сравнению с упрощённой схемой, имеет небольшие габариты и жёсткую конструкцию.

Обычно АРН, внешний реостат уставки EVA , питающий трансформатор РТ и устройство параллельной работы устанавливаются на ГРЩ, в то время как другие элементы системы возбуждения и автоматического регулирования напряжения установлены в водозащищенной клеммной коробке сверху на СГ.

Автоматический регулятор напряжения фирмы FUJI ELECTRICS удовлетворяет всем требованиям по точности регулирования напряжения генератора, предъявляемым к устройствам подобного типа и успешно используются на судах иностранных компаний.

Контрольные вопросы

1. По какому закону регулирования действует АРН?

2. Блок-схема ТРН, назначение основных цепей.

Источник

Автоматическое регулирование напряжения трансформаторов. Расчет уставок АРНТ

Полная система автоматического регулирования трансформатора завязана на использовании:

  • исполнительного органа, осуществляющего регулирование;
  • устройства управления;
  • вычисления;
  • усилителя мощности;
  • элемента для измерения параметров.

АРНТ производит регулировку на три вида, это:

  1. Стабилизированная регулировка.
  2. Система программного регулирования, происходящие в ней изменения следуют по заранее обозначенному закону.
  3. Следящая система, завязана на законе изменения задающего воздействия, его параметры изначально не известны и задаются по ходу работы.

Рис. № 1. Регулирование напряжения в стабилизированном режиме.
Насколько полно в системе будет скомпенсировано влияние посторонних возмущений, настолько точно будет воспроизводиться задающее воздействие.

Рис. № 2. Структурная схема АРНТ.

Основные характеризующие параметры процессов регулировочного управления

Процессы в системе АРНТ находятся в зависимости от параметров устойчивости и точности.

  1. Устойчивость характеризует переходный процесс.
  2. Точность – обязательное условие установившегося процесса.

Точность характеризуется погрешностями, действующими на установившийся режим, по завершении переходного процесса.

Устойчивость является условием самовозврата системы в установившееся положение после выведения из стабильности посторонними колебаниями, внешними воздействиями или возмущением связанным с повреждениями в сетях.

Качество процесса регулировки определяется его близким значением к желаемому критерию качества, это:

  1. Значение максимального отклонения величины напряжения на выходе, после сигнала от скачка возмущения.
  2. Колебательность переходного процесса и, конечно, продолжительность времени его действия.

Колебания в сети напряжения 6-10 кВт вынуждают перейти на неавтоматический режим управления регулирования электроэнергией. Связанно, это с тем, что устройство АРНТ в колебательном режиме, приводящее в действие РПН, способствует его износу.

Рис. № 3. Автоматический регулятор напряжения трансформатора: 1 – Электромагнит, 2 – Якорь элекстромагнита, 3 – якорная пружина, 4 – прокладки изолирующие, 5 – вибратор, 6 – движущийся контакт, 7 – неподвижный контакт, 8 – регулировка винтами, 9 –пружина для регулировки устройства, 10 –платформа вибратора, 11 – разъем для штепселя, 12 – регулятор корпус, 13 – конденсатор для зарядки, 14 – конденсатор для гашения искры.

Читайте также:  Где находится регулировка ручного тормоза

Блок автоматического регулирования коэффициента трансформации

Для осуществления управления РПН в автоматическом режиме, устройства регулировки обеспечиваются БАР (блокам автоматического регулирования) для изменения коэффициента трансформации – АРКТ или АРНТ. Устройство реагирует на напряжение шин питающей подстанции.

Рис. № 4. Схема присоединения токовой компенсации к измеряющему трансформатору в системе АРНТ.

Неизменным считается наличие в схеме токовой компенсации, она служит для осуществления встречного регулировки, и нужна для установки неизменяемого и стабильного показания напряжения в сети потребителей. Значение напряжения токовой компенсации определяется по току в линии и по падению значений напряжения в линии оттока нагрузки.

Устройства РПН в обязательном порядке находятся в одном режиме с включенным блоком АРТН. Дистанционное или местное управление осуществляется тогда, когда АРНТ выходит из строя или если в сети наблюдаются значительные колебания напряжения.

Рис. № 5. Внешний вид блока автоматического регулирования напряжения трансформатора (БАР).

Расчет уставок автоматического регулятора напряжения трансформаторов

Осуществление подбора уставок регулировки по напряжению происходит, сообразуюсь с режимом нагрузок по минимуму, где значение шинного напряжения и близлежащих потребительских линий не должна превышать 1,5 Uном.

При работе, для осуществления встречного регулирования, производится коррекция величины напряжения, согласно значению тока нагрузки на отходящих линиях. Падение напряжения в линии электропередачи определяется замером от точки замера измерительного трансформатора напряжения (НТМИ), от которого запитан регулятор и местом подключения нагрузки потребителя с заданным неизменяемым значением напряжения.

Это напряжение необходимо разделить на коэффициент трансформации ТН. После чего полученное значение напряжения применяется для установки первой уставки напряжения на первой шкале и на второй шкале для второй уставки.

Если значение не превышает 1,05 Uном, расположенных поблизости потребителей, уставка изменяется и напряжение снова проверяется исходя из корректировочных значений.

Важно: напряжение питания удаленного потребителя не должно понижаться менее -5%, напряжение у ближних потребителей оно не увеличиваться больше +5%.

Система программного регулирования осуществляет действия по двухступенчатому графику, это может быть суточный график, где уставки равны режимам максимальной и минимальной нагрузки, и недельный график, где во внимание принимается режим выходного дня со своими уставками.

Рис. № 6. Суточный график 1) без проведения регулирования, 2) с проведением одноступенчатого регулирования напряжения, производится утром и вечером.

Таким образом, режим коррекции, который представляет собой длительную и кропотливую работу по определению выбора уставок удается избежать.

Существует три показателя, соблюдение, которых является обязательным условием при выборе уставок.

  1. Определение ширины зоны чувствительности.

Этот показатель демонстрирует значение отклонения напряжения от заданной уставки, при которой не срабатывает команда на начало регулировки напряжения. Она зависит от колебательного режима в сети напряжения при ее регулировании. Ширина зоны нечувствительности не должна превышать значения величины ступени регулировки трансформатора РПН. Коэффициент запаса не должен превышать предел менее 1,3.

Пример выбора величины зоны чувствительности на ее нижней границе. Если нижняя граница напряжения принимается как 6000В, то по показаниям НТМИ принимаем 100% .

6000В / 60В = 100В(нижняя зона чувствительности) = 103% (верхняя зона чувствительности)

Распределяем штекера по шкале 1(В), «грубо» 100В = 100%

Штекер ставится в положение «зона» 3В = 3%

Принимаем нижнюю границу 100В*60 = 6000В

Верхняя граница 103В*60 = 6180В

  1. Выдержка времени задержки сигналов управления.

Ее выбор происходит соответственно возможности и продолжительности кратковременных скачков напряжения при изменяющемся характере нагрузки. Этот режим сказывается на частоте срабатывания РПН в автоматическом режиме, поэтому для предотвращения износа РПН автоматический режим отключают и РПН переводят на режим дистанционного управления. Большая выдержка времени уменьшает количество операций с РПН и предназначена для экономии ресурса РПН.

В случае если автоматическое управление необходимо, максимальное значение времени, при котором происходит срабатывание команды регулирования, выставляют 160 – 180сек.

Определение выдержки времени, от которого зависит контроль исправности РПН. Контроль длительного цикла времени переключателя составляет 15 сек. Он зависит от установки на плате формирователя в конструкции АРТ-1М, которая запаивается в положении 2-3. Это положение рекомендовано для большинства РПН, при необходимости время контроля можно увеличить, перепаяв перемычку в положение 1-3, что соответствует 30 сек.

Производится для обеспечения исправности цепей запуска действующего электропривода РПН не изменяется и равно 0,6 сек. Выдержка времени для контроля переключения должна перекрывать время переключения привода на 1 ступень РПН. Он постоянно для любых типов РПН.

Важно: Негативное влияние блока АРТН на устройство РПН связано с алгоритмом работы блока. При неуравновешенном и нестабильном состоянии напряжения в линии, происходит частое включение блока, оно сказывается на быстром износе РПН, что приводит к его замене. Чтобы избежать этого режим регулирования и управления переводят в дистанционный или ручной режим.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Источник

Adblock
detector